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本网讯(通讯员 邢小静/文 图)近日,化学与制药工程学院纳米储能材料研究团队在《Green Energy & Environment》上发表题为“F-doped orthorhombic Nb2O5exposed with 97% (100) facet for fast reversible Li+-Intercalation”的研究论文。《Green Energy & Environment》是关注绿色能源与环境领域的期刊,为中科院SCI大类一区,最新影响因子为13.3。我校刘小娣博士为论文第一作者,刘光印博士为通讯作者,bat365在线平台为该论文的第一署名单位。

正交相Nb2O5(T-Nb2O5)具有由NbO6和NbO7两种多面体共顶点或共边连接而成的层状结构,Li+能够在其(001)平面实现快速扩散。因此,对T-Nb2O5的结构进行设计,使其暴露更大比例的(100)晶面,并减小Li+在(001)平面的扩散距离,有利于提升锂离子电池的快充性能。另外,T-Nb2O5具有较低的电子电导率,限制了其在高倍率下的充放电性能,对其进行非金属掺杂有利于改善其本征电子电导率。储能材料与器件研究团队采用拓扑转化法调控合成了F掺杂T-Nb2O5微米花(F-Nb2O5),其暴露近97%的(100)晶面,最大限度地增加了Li+的有效传输通道,从而有效提高Li+的嵌入性能。此外,由于F原子的掺杂,F-Nb2O5的带隙降低到2.87 eV,从而提高了导电性。由于F-Nb2O5的特殊结构,其表现出优异的倍率性能和良好的高倍率循环性能。该研究证实了晶面工程和掺杂工程有利于实现Li+的快速存储,为快充锂离子电池负极材料的设计提供了新思路。

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468025722001406

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